西藏地區(qū)銅冶煉布局規(guī)劃及建議

孫曉峰 梁帥表 高 飛 陸金忠

(中國恩菲工程技術(shù)有限公司， 北京 100038)

0 前言

隨著國內(nèi)其他地區(qū)已開采銅資源的日漸枯竭和西藏地區(qū)已探明銅資源儲(chǔ)量的不斷增加，西藏地區(qū)目前已成為我國銅資源最豐富的省份。目前己探明的銅礦資源儲(chǔ)量占全國銅資源儲(chǔ)量的一半以上，西藏成為了我國重要的銅礦資源戰(zhàn)略儲(chǔ)備基地[1]。截至2016年，西藏銅資源儲(chǔ)量達(dá)到5 300萬t以上。

本文闡述了西藏地區(qū)銅資源的分布情況和地區(qū)經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)，分析了各成礦帶地區(qū)的建廠條件和銅資源出路，對(duì)銅冶煉建廠規(guī)模和工藝選擇進(jìn)行了規(guī)劃和建議。

1 西藏地區(qū)銅資源現(xiàn)狀

西藏地區(qū)銅資源主要集中在藏東的玉龍銅成礦帶、拉薩至日喀則的岡底斯東段銅成礦帶、阿里地區(qū)班公湖至那曲地區(qū)怒江源的班公湖- 怒江銅成礦帶。玉龍銅成礦帶的礦床類型以斑巖型和矽卡巖型銅鉬礦為主，銅金屬儲(chǔ)量約1 000萬t;岡底斯東段銅成礦帶的礦床類型以斑巖型、斑巖- 矽卡巖型或矽卡巖型銅鉬(多金屬)礦為主，銅金屬儲(chǔ)量約1 600萬t；班公湖- 怒江銅成礦帶的礦床類型以斑巖- 淺成低溫?zé)嵋盒?、斑巖- 矽卡巖型銅金礦床為主，銅金屬儲(chǔ)量約2 000萬t[1-2]。

圖1 西藏地區(qū)銅資源分布圖

2 西藏銅資源開發(fā)的意義

西藏地處我國偏遠(yuǎn)地區(qū)，地理位置、氣候環(huán)境、民族特點(diǎn)等因素決定了區(qū)域整體基礎(chǔ)設(shè)施不健全和交通體系不完善。銅資源的開發(fā)若僅進(jìn)行礦石采、選、初加工，而不發(fā)展本地銅精煉和銅加工產(chǎn)業(yè)等，會(huì)增大精礦運(yùn)輸?shù)碾y度和提高開發(fā)成本。

因此，對(duì)西藏地區(qū)銅礦資源加以合理開發(fā)利用，在三大成礦帶周邊區(qū)域合理部署建設(shè)銅資源開發(fā)基地，可實(shí)現(xiàn)銅礦資源的合理布局，在吸納就業(yè)、精準(zhǔn)扶貧和改善民生等方面作出獨(dú)特貢獻(xiàn)，同時(shí)也為我國應(yīng)對(duì)復(fù)雜國際形勢提供重要的資源保障，在維護(hù)民族自治地區(qū)和平穩(wěn)定等方面均具有重要的戰(zhàn)略意義[1]。

西藏地區(qū)若能實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)40萬t的精銅冶煉產(chǎn)業(yè)，并發(fā)展與之配套的銅加工產(chǎn)業(yè)鏈，可帶動(dòng)西藏GDP的大幅增長。

3 區(qū)域基礎(chǔ)條件及經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)

三大成礦帶分別位于昌都地區(qū)、拉薩- 日喀則地區(qū)、阿里地區(qū)，鄰近的主要城市分別為昌都市、拉薩市和噶爾縣。以上三個(gè)地區(qū)的基礎(chǔ)條件分析見表1。

從表1可以看出,昌都地區(qū)和拉薩地區(qū)工業(yè)基礎(chǔ)比較發(fā)達(dá)，園區(qū)配套設(shè)施較為完善，人力資源比較豐富，水電資源和交通運(yùn)輸條件都較好；阿里地區(qū)工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，配套設(shè)施不全，人力資源匱乏，基礎(chǔ)條件比較差。

西藏自治區(qū)“十二五規(guī)劃”明確了西藏各地區(qū)的發(fā)展重點(diǎn)：藏東地區(qū)(昌都地區(qū))重點(diǎn)發(fā)展有色金屬采選業(yè)、水電等能源產(chǎn)業(yè)和高原生物深加工產(chǎn)業(yè)[3]；藏西地區(qū)(阿里地區(qū))重點(diǎn)推動(dòng)特色旅游業(yè)、特色畜牧業(yè)和鹽湖礦產(chǎn)開發(fā)等產(chǎn)業(yè)發(fā)展；藏北地區(qū)大力發(fā)展特色畜牧業(yè)、商貿(mào)流通、物流集散、鹽湖礦產(chǎn)和多金屬礦產(chǎn)開發(fā)等產(chǎn)業(yè)。

昌都地區(qū)工業(yè)基礎(chǔ)較好，在昌都發(fā)展銅冶煉工業(yè)，打造以“銅產(chǎn)業(yè)為龍頭”的特色優(yōu)勢經(jīng)濟(jì)區(qū)，符合西藏地區(qū)的規(guī)劃要求。拉薩作為西藏旅游產(chǎn)業(yè)的中心，對(duì)環(huán)境比較敏感，適合打造為國際文化旅游城市，周邊的工業(yè)園適合定位為以輕工業(yè)為主的特色經(jīng)濟(jì)區(qū)。阿里地區(qū)各方面條件均比較差，暫時(shí)不適合開展大型銅工業(yè)項(xiàng)目建設(shè)，仍適合以發(fā)展特色旅游和畜牧業(yè)為主。

4 成礦帶銅精礦出路分析

西藏地區(qū)交通系統(tǒng)不完善，需要從運(yùn)輸距離和運(yùn)輸成本等方面對(duì)各成礦帶銅精礦的運(yùn)輸路線進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較，從而確定各成礦帶銅精礦的最佳出路。

昌都藏東產(chǎn)業(yè)園建廠條件優(yōu)勢較為明顯，可作為西藏本土發(fā)展銅冶煉產(chǎn)業(yè)的擬選廠址。位于青海格爾木的藏青產(chǎn)業(yè)園，作為國家“十二五”支持西藏經(jīng)濟(jì)社會(huì)跨越式發(fā)展的226個(gè)項(xiàng)目之一，同樣具備發(fā)展銅冶煉產(chǎn)業(yè)的條件，也可作為西藏銅礦省外冶煉加工的擬選廠址。各成礦帶銅精礦運(yùn)至這兩個(gè)擬選廠址的運(yùn)輸成本比較見表2。

表1 各成礦帶地區(qū)的建廠條件分析

表2 運(yùn)輸距離及運(yùn)輸成本

通過運(yùn)輸成本比較可以看出：

1)玉龍銅礦的銅精礦運(yùn)至格爾木的運(yùn)輸成本較高，而且昌都具備建設(shè)銅冶煉廠條件。因此，建議玉龍銅礦的銅精礦全部放在昌都藏東產(chǎn)業(yè)園內(nèi)冶煉加工。

2)拉薩距昌都和格爾木的路程接近，但是拉薩至格爾木建有鐵路，運(yùn)輸成本較低。因此，建議拉薩地區(qū)的銅精礦運(yùn)至格爾木藏青工業(yè)園內(nèi)冶煉加工。

3)阿里地區(qū)距昌都較近，但是只能采用汽車運(yùn)輸，運(yùn)輸成本較高；而運(yùn)礦至格爾木可采用汽車+火車的運(yùn)輸方式，運(yùn)輸成本較低。因此，建議阿里地區(qū)的銅精礦運(yùn)至格爾木藏青工業(yè)園內(nèi)冶煉加工。

5 銅冶煉布局總體思路及建議

昌都地區(qū)工業(yè)基礎(chǔ)較好,藏東產(chǎn)業(yè)園區(qū)配套條件比較適合建設(shè)銅冶煉項(xiàng)目并發(fā)展下游銅加工產(chǎn)業(yè)鏈。工業(yè)園區(qū)內(nèi)的企業(yè)可實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一生產(chǎn)，統(tǒng)一治污和排污，將對(duì)環(huán)境的影響降到最低。因此，推薦在昌都藏東產(chǎn)業(yè)園新建一座現(xiàn)代化銅冶廠，就近處理玉龍銅礦生產(chǎn)的銅精礦。

銅冶煉項(xiàng)目的產(chǎn)品方案為陰極銅，推薦采用火法粗煉與濕法精煉相結(jié)合的工藝，將銅精礦加工為陰極銅產(chǎn)品。陽極泥可進(jìn)一步處理生產(chǎn)貴金屬產(chǎn)品。

5.1 冶煉規(guī)模

玉龍銅礦目前已探明的銅金屬總儲(chǔ)量約為650萬t，遠(yuǎn)景儲(chǔ)量可達(dá)1 029萬t。銅處理廠按照30年服務(wù)年限設(shè)計(jì)，銅冶煉廠的規(guī)模確定為35萬t/a。目前玉龍銅礦的銅精礦產(chǎn)能為13萬t/a(金屬銅)，其他礦山還處于前期階段，銅冶煉一期規(guī)?？蓵憾?5萬t/a陰極銅。隨著其他礦山開采、選礦的進(jìn)展，銅冶煉二期規(guī)模可暫定為20萬t/a陰極銅。

5.2 冶煉工藝

在銅礦冶煉工藝選擇上，火法冶煉工藝適用于硫化銅礦的冶煉。符合國家綠色、節(jié)能、環(huán)保要求及相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策的現(xiàn)代銅冶煉工藝有：閃速熔煉、富氧頂吹熔煉、底吹熔煉、側(cè)吹熔煉和三菱法工藝。

上述工藝均能滿足年產(chǎn)30萬t級(jí)大型銅冶煉工廠的建設(shè)；閃速熔煉工藝更適合年產(chǎn)超過40萬t級(jí)大型銅冶煉廠；底吹熔煉工藝和側(cè)吹熔煉工藝在中小規(guī)模銅冶煉工廠中更具有優(yōu)勢。

由于西藏自治區(qū)銅礦產(chǎn)地地處高原，工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，與銅冶煉相關(guān)的各方面底子都薄，為了確保建廠后生產(chǎn)的平穩(wěn)性和可靠性，工藝成熟可靠、操作靈活簡單、抗風(fēng)險(xiǎn)能力強(qiáng)的底吹和側(cè)吹等熔池熔煉工藝更適合初期的銅產(chǎn)業(yè)布局。

5.3 冶煉附產(chǎn)品硫的去向

銅冶煉煙氣中SO2含量較高，硫的捕集方式主要有生產(chǎn)硫酸和制備硫磺兩種技術(shù)路線。生產(chǎn)硫酸是當(dāng)前處理SO2煙氣的主要手段，具有工藝成熟、工業(yè)化生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富、成本較低的特點(diǎn)；但硫酸呈液態(tài)，受生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)葪l件的限制，不適合地處偏遠(yuǎn)且周邊沒有硫酸銷路的冶煉廠?？紤]到硫酸下游產(chǎn)業(yè)主要為磷肥，而西藏地區(qū)磷礦資源缺乏，可購買臨近的四川省馬邊、清平等地的磷礦，利用硫酸生產(chǎn)磷酸和磷肥。由于磷礦的運(yùn)輸距離約為1 200 km，運(yùn)費(fèi)較高，對(duì)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益影響較大，因此需要和相關(guān)磷礦企業(yè)做好資源綁定。

利用含SO2的冶煉煙氣生產(chǎn)硫磺的有利因素是硫磺在常溫下呈固態(tài)，相對(duì)穩(wěn)定且不會(huì)發(fā)生降解，可長期儲(chǔ)存，便于運(yùn)輸；不利因素是成本較高，還要考慮天然氣和煤等制取硫磺的原料消耗。在煙氣制硫磺方面，目前僅在俄羅斯有天然氣制硫磺的工業(yè)實(shí)踐，國內(nèi)尚未有生產(chǎn)實(shí)踐。中國恩菲工程技術(shù)有限公司正在進(jìn)行采用煤作為還原劑制備硫磺的技術(shù)開發(fā)和半工業(yè)化實(shí)驗(yàn)。以產(chǎn)能為10萬t/a銅規(guī)模為例，生產(chǎn)硫酸和生產(chǎn)硫磺的方案比較見表3。

由于制備硫磺的成本過高，一期冶煉項(xiàng)目可暫按生產(chǎn)硫酸并配套建設(shè)磷肥廠的方案考慮。未來隨著煙氣制硫磺工藝的進(jìn)步和發(fā)展，其成本若能大幅降低，后續(xù)的冶煉工程也可考慮采用煙氣制硫磺工藝。

表3 硫酸和硫磺方案比較

5.4 污染防治和環(huán)境保護(hù)

西藏高原是全國生態(tài)環(huán)境重點(diǎn)保護(hù)地區(qū)之一，生態(tài)系統(tǒng)脆弱，生態(tài)承載力低，一旦破壞很難恢復(fù)。國家對(duì)于保護(hù)區(qū)內(nèi)的項(xiàng)目進(jìn)行了嚴(yán)格的監(jiān)管，所有涉及保護(hù)區(qū)的項(xiàng)目全部停產(chǎn)。礦產(chǎn)開發(fā)等優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)因保護(hù)區(qū)紅線劃定受到一定程度上的限制。

建設(shè)銅冶煉企業(yè)，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣即使執(zhí)行超低排放標(biāo)準(zhǔn)，仍會(huì)向環(huán)境排放大氣污染物，不可避免對(duì)環(huán)境造成一定程度的影響。因此，需要進(jìn)一步落實(shí)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)保容量。同時(shí)，需要盡量利用清潔能源，從源頭上減少污染物的排放。氫能源被認(rèn)為是“碳中和”體系中重要的組成部分，西藏地區(qū)水資源和太陽能資源豐富，合理利用水電和光電轉(zhuǎn)化成氫能，用氫能代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)，將是未來重點(diǎn)研究和探索的方向。

生產(chǎn)的廢水可通過廢水處理進(jìn)行充分回用，實(shí)現(xiàn)零排放。一般固廢可送往產(chǎn)業(yè)園內(nèi)建材廠進(jìn)行廢物利用，資源化處置。對(duì)于少量的危險(xiǎn)廢物，需要運(yùn)往外地有資質(zhì)企業(yè)進(jìn)行處置。

6 結(jié)束語

在西藏地區(qū)布局銅冶煉產(chǎn)業(yè)是一件前所未有的大事，機(jī)遇和挑戰(zhàn)并存，不僅關(guān)系到西藏地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，也關(guān)系到人們賴以生存的生態(tài)環(huán)境。因此，需要各方力量一齊努力，既要以開放和包容的心態(tài)打破常規(guī)，又要以科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度審慎論證。只有科學(xué)合理地開發(fā)利用西藏地區(qū)的銅礦資源，處理好銅資源開發(fā)與環(huán)境保護(hù)之間的關(guān)系，以更低的環(huán)境和碳排放為代價(jià)發(fā)展綠色低碳的資源循環(huán)經(jīng)濟(jì)，才能真正實(shí)現(xiàn)西藏地區(qū)工業(yè)經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展。